大太平洋垃圾带平衡点

Question

昨天我在看科学频道,太平洋垃圾rim所提到的项目。使我震惊的是插图(和几乎所有后续动画/图片我看到现在有相同的基本插图)如下:

除非我不理解的东西,在一个巨大的垃圾漩涡闭合轨迹和包含两个水槽(彩色纠结的事情;一个在左边,一个在右边)。不过,这不是身体上可能与完全合理假设潮汐力场是连续可微的。任何封闭曲线必须附上平衡分+ 1美元指数增加,但水槽+ 1这美元指数曲线包含+ 2美元。至少必须有一个平衡点在闭合轨迹的1美元指数,所以像鞍节点:

但是我找不到任何插图显示其他平衡除了这两个点。有谁知道它们是什么,或者如果我不理解吗?

Answer 1

是的,你是对的,应该有(至少一个)鞍点中间的循环。事实上,如果你寻找的插图太平洋海洋环流,您可以看到鞍点在其中一些国家,像这样:

^{来源:介绍热带气象学3.3.1章,第二版,图3.20。}

现在,在很多其他的地图,鞍区只是或多或少留下空白。很显然,那是因为那里就没有强大的电流;大多数周围的血液循环会在一个循环中两个水槽(鞍),只有相对较小的一部分转移到中间。这幅图从维基百科是一个很好的例子:

与水槽,鞍点一般不会积累碎片;表面上的任何漂浮物会漂浮在沿着稳定轴,然后再沿着不稳定轴。因此,即使有强大的这一区域的表面海流图,你不会指望可见“垃圾带”。

此外,至少如果你观察的够仔细,现实几乎肯定会更复杂,有多个均衡点随着时间的转变。以下两个地图(上发现的这个页面),尽管相当旧,可能精度有限,真正的复杂性可能显示一个提示:

Answer 2

从理论上讲,我认为应该有两个稳定平衡点之间的一个不稳定的平衡点,当我们有一个2 d电流场。然而,也有一些附加组件的问题:

• 洋流不是2 d但3 d电流。只考虑海面可能让电场线消失。
• 风有一个额外的强迫。这并不是适用于所有项目,风已经影响洋流。然而,垃圾项目部分海面经验额外风迫使(见例如Yoon et al ., 2010)
• 洋流不独立和平衡点可能会经历季节性多动物循环类
• 积累区域不一定是稳定平衡分但停留时间的海洋垃圾物品在指定的地区就需要足够长。
• 宏观积累地区环流。因此,如果我们有更高密度的粒子轨迹的地区和较低的粒子速度我们可以确定这些区域积累区域从宏观的角度来看。

项目3 (洋流是不独立的时间)我不完全确定,但我想记住一个动画或情节出版物显示两个垃圾补丁你显示之间的季节性变化。

据我记得主题的出版物在全球运输海洋垃圾正确建模,东部北太平洋垃圾带是实际的积累。它有一个长尾向西方。豪厄尔et al。(2012)写了北太平洋环流和塑料碎片堆积。我没有时间详细阅读它。

进一步阅读,它可能是有趣的看着这些出版物:

• 埃里克森et al ., 2014。doi:10.1371 / journal.pone.0111913
• 豪厄尔et al ., 2012。doi:10.1016 / j.marpolbul.2011.04.034
• Lebreton et al ., 2012。doi:10.1016 / j.marpolbul.2011.10.027
• 马丁内斯et al ., 2009。doi:10.1016 / j.marpolbul.2009.04.022
• Maximenko et al ., 2012。doi:10.1016 / j.marpolbul.2011.04.016
• Yoon et al ., 2010。doi:10.1016 / j.marpolbul.2009.09.033